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Questão 109

ENEM 2024, Ciências da Natureza Dificuldade: Difícil Favoritar

O LED é um dispositivo eletrônico que conduz corrente elétrica em um único sentido, sendo caracterizado por uma tensão e uma corrente máxima de funcionamento, I_{\text{máx}}. Um LED acende apenas se a corrente que o percorre está no sentido permitido e se a diferença de potencial à qual está submetido é igual ou superior à sua tensão de funcionamento. A figura ilustra o símbolo do LED usado na representação de circuitos.

Símbolo do LED, com seta indicando o sentido permitido da corrente

Um estudante de física analisa as propriedades do LED em um circuito simples de corrente contínua. Ele dispõe dos seguintes materiais: uma bateria ideal de 4,5 V; dois LEDs de tensão 3,0 V e I_{\text{máx}} = 1{,}0 mA cada; e dois resistores de 1,5 kΩ cada.

O circuito que o estudante pode montar, para que ambos os LEDs fiquem acesos e cada um seja percorrido por I_{\text{máx}}, é

Ver gabarito e resolução

Em resumo: Cada LED com seu resistor, em ramos paralelos: 4,5 V = 3,0 V no LED + 1,5 V no resistor, e 1,5 V ÷ 1,5 kΩ = 1,0 mA.

Gabarito oficial: alternativa B.

Resolução

A questão pede o circuito em que os dois LEDs acendem com a corrente máxima de 1,0 mA cada.

Cada LED precisa de 3,0 V. A bateria fornece 4,5 V, então cada LED precisa de um resistor em série que fique com o restante: 1,5 V. Com 1,5 kΩ, a corrente é \dfrac{1{,}5\text{ V}}{1{,}5\text{ k}\Omega} = 1{,}0 mA, exatamente a máxima. Montando dois ramos iguais em paralelo (resistor + LED em cada), os dois LEDs ficam com 3,0 V e 1,0 mA. Além disso, os LEDs devem estar no sentido permitido da corrente, como no circuito B.

Alternativas

  • A) Errada. Um só resistor alimenta os dois LEDs: a corrente total de 2,0 mA faria o resistor ficar com 3,0 V, sobrando só 1,5 V para os LEDs.
  • B) Correta. Dois ramos paralelos, cada um com resistor e LED no sentido certo.
  • C) Errada. Os LEDs estão invertidos e não conduziriam.
  • D) Errada. Dois LEDs em série precisariam de 6,0 V, mais que os 4,5 V da bateria.
  • E) Errada. Tem o problema da A e ainda os LEDs invertidos.

Logo, a resposta é a alternativa B.

Fonte: INEP/MEC.

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